略论文献在“分析化学”课堂教学中的运用

夏卉 李晖

[摘 要] 为促进分析化学教学与科研相结合，提高学生学习兴趣及科研意识，该文举例介绍了在分析化学课堂教学中引入科研文献的初步探索，并对文献内容的选择及教学方法进行了探讨与思考。

[关键词] 分析化学;文献;教学改革;科研意识

[基金项目] 2020年度西南民族大学中央高校基本科研业务费专项资金项目“原子荧光法用于重金属胁迫对植物光合作用的影响研究”资助（2020NQN15）

[作者简介] 夏 卉（1987—），女，重庆人，博士，西南民族大学化学与环境保护工程学院讲师，主要从事分析化学理论与实验教学及光谱分析研究。

[中图分类号] G642.4;O65-4    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）38-0278-02    [收稿日期] 2020-02-17

分析化学是化学、材料等相关专业的必修基础课程，同时也是相关学科进行科学研究的必备工具。在21世纪人才培养模式下，高校教育强调引导大学生自主学习和研究性学习，鼓励培养应用型和创新型人才，这对分析化学课程教学提出了更高的要求[1-3]。近年来，分析化学学科发展迅速，学科交叉日益显著，在教学中充分反映学科的变化与发展，将科学研究融入本科教学，提高学生的学习兴趣和科研积极性是分析化学教学的改革方向。因此，在教学中引入科研文献，引导学生在理解基础知识的同时了解分析化学研究前沿及在交叉学科研究中的重要作用，对于激发学生学习兴趣，培养其科研意识、创新能力有着积极意义[4-6]。本文结合“分析化学”课堂教学经验，介绍了通过引入文献进行启发式教学的案例，并在文献选择、教学方法等方面进行了初步探讨。

一、课堂教学实例

（一）酸碱指示剂

酸碱指示剂在酸碱滴定中扮演着重要角色，课本中对其作用原理进行了详细阐述。而传统以弱酸/弱碱性染料为主地酸碱指示剂，颜色范围窄、生物兼容性差，难以进一步应用于生物分析中。基于此，研究者们利用表面修饰纳米材料构建了新型酸碱指示剂。在教学中，以文献“A low cytotoxic and ratiometric fluorescent nanosensor based on carbon-dots for intracellular pH sensing and mapping”为例[7]，向学生介绍了新型酸碱指示剂的设计原理和应用。该工作设计了异硫氰酸荧光素修饰的碳量子点，随着pH值的变化，受到荧光共振能量转移的影响，碳量子点的蓝色荧光和配体的绿色荧光可进行可逆转换，由蓝、绿色荧光强度比和pH之间的定量化关系，可实现pH为4-8范围内的可视化测定。由于碳量子点水分散性好、细胞毒性低，该工作进一步将材料注入细胞内，对细胞内pH分布进行了成像分析。通过展示细胞内荧光显色的照片，调动了课堂教学气氛，学生在传统酸碱指示剂的基础上，对纳米材料、分子荧光、细胞成像等概念有了初步的认识，对分析化学及生物成像等交叉学科产生了兴趣。

（二）络合滴定方式及应用

在络合滴定教学中，主要讨论以EDTA为络合剂的滴定原理、条件及应用。而EDTA和大多数金属离子的络合物均无色，通过指示剂的颜色变化确定滴定终点。那么对于有色的络合反应，在分析化学中有什么用途呢？以文献“An inexpensive method to test for mercury vapor in herbarium cabinets”为例[8]，以碘化亚铜与汞离子形成的Cu2（HgI4）的络合反应为基础，文献通过照片直观地反应了随着汞浓度的增加，络合物颜色逐渐从浅黄色变为橘红色最终变为棕色的过程，建立了络合物颜色与汞浓度之间的定量化关系，引导学生通过肉眼对汞浓度进行了判断。通过文献，学生进一步理解了络合反应过程，建立了比色分析法的概念，同时，为学习显色反应及分光光度法做好了铺垫。

（三）沉淀滴定之法扬司法

法扬司法以静电吸附为原理，利用指示剂游离态和吸附态结构变化导致的颜色变化对终点进行判断，构思新颖巧妙，是向学生进一步介绍科研创新思路的很好的契合点。在此基础上，教学中引入了文献“Glucose Biosensor Based on Nanocomposite Films of CdTe Quantum Dots and Glucose Oxidase”的研究内容[9]，该工作同样利用静电吸附的原理，通过层层自主装技术，将带相反电荷的聚电解质、酶和发光材料交替在下层基底上吸附沉积，形成多层薄膜，建立了在固体薄膜表面的血糖传感分析方法。通过文献，学生对层层自主装这项新型技术以及便携式血糖检测方法产生了浓厚兴趣。此类技术方法可为引导学生建立简单、快速的试纸检测方法提供思路。

二、问题与反思

在教学中引入科研文献，有助于提高学生的学习兴趣，培养其科研意识。结合教学实践，在文献内容的选择及教学方法方面主要经验有以下几点：

（一）围绕教材，浅显易懂

课堂教学中文献的引用，必须以教材内容为基础，以指導学生掌握基础知识为前提，找准文献与相应的教学内容的契合点。应选择难度适中、应用性强、对理论要求不高的文献，以图片为主，直观地向学生展现科研内容，在视觉上吸引学生，再结合具体内容进行简单的讲解。既让学生感兴趣，与所学知识产生联系，又不给学生带来压力，从而达到理想的教学效果。

（二）与时俱进，推陈出新

科学研究是不断发展的。教师应与时俱进，广泛阅读文献，结合学科领域研究发展动态和社会关注话题及时地对文献进行更新，紧跟分析化学前沿，保持教学内容的新鲜度，对学生未来从事科学研究起到更好的启发作用。

（三）增加互动，教学相长

學生主动参与学习是提高教学效果的有利途径。教学中可以引导学生以小组为单位，围绕某个知识点查阅相关文献，并进行课堂讨论，鼓励学生表达自己对文献的理解，教师在此过程中与学生共同学习，引导学生积极思考。实践证明，学生在查阅资料的过程中自主地对课本知识进行了理解与扩充，学习效果明显提高。同时，通过自己探索，学生认识到了分析化学的应用前景及重要作用，增强了学习信心和对学科的认同感。

三、结语

分析化学课程教学中合理地引入科研文献，对课本知识进行补充和发散，是引导学生了解分析化学前沿，增强学习兴趣和对专业的认同感的有利途径，有助于培养学生的探索精神和科研意识，为推动分析化学及相关学科的发展培养应用型和创新型人才。

参考文献

[1]俞汝勤，梁逸曾，分析化学教学的发展[J].大学化学，2000，15（1）：1-4.

[2]钟鸿英，“分析化学”研究性课堂教学模式设计[J].中国大学教育，2010，1：49-51.

[3]张敏，郑静，王金杰.浅谈教授“分析化学”课程的几点体会[J].教育教学论坛，2019，42：208-209.

[4]李硕琦，大学课堂中以贯穿式文献教学实现活化课堂的策略[J].高教研究，2019，4：68-71.

[5]贾漫珂，刘立明，方艳芬，等，利用文献进行化学专业“分析化学”示例教学初探[J].广州化工，2016，44（19）：166-167.

[6]翟秋阁，浅议分析化学前沿在教学中的运用[J].科技资讯，2012，7：200.

[7]Du Fangkai，Ming Yunhao，Zeng Fang et al.，A low cytotoxic and ratiometric fluorescent nanosensor based on carbon-dots for intracellular pH sensing and mapping[J].Nanotechnology，2013，24（36）：365101.

[8]Catharine Hawks，Kathryn Makos，Deborah Bell et al.，An inexpensive method to test for mercury vapor in herbarium cabinets[J].Taxon，2004，53（3）：783-790.

[9]Li Xinyu，Zhou Yunlong，Zheng Zhaozhu et al.，Glucose Biosensor Based on Nanocomposite Films of CdTe Quantum Dots and Glucose Oxidase[J].Langmuir，2009，25（11）：6580-6586.

On the Application of Scientific Research Literature in Analytical Chemistry Teaching

XIA Hui，LI Hui

（College of Chemistry and Environmental Protection Engineering，Southwest Minzu University，Chengdu，Sichuan 610041，China）

Abstract：In order to promote the combination of Analytical Chemistry teaching and scientific research，and to improve students' interest in learning and research，this work introduces the preliminary examples of introducing scientific research literature into the Analytical Chemistry teaching，and discusses the selection and teaching methods of the literature.

Key words：Analytical Chemistry;scientific research literature;teaching reform;scientific research consciousness